JPS5927194A - 内燃機関の断熱層形成体 - Google Patents
内燃機関の断熱層形成体Info
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- JPS5927194A JPS5927194A JP6202183A JP6202183A JPS5927194A JP S5927194 A JPS5927194 A JP S5927194A JP 6202183 A JP6202183 A JP 6202183A JP 6202183 A JP6202183 A JP 6202183A JP S5927194 A JPS5927194 A JP S5927194A
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- JP
- Japan
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- heat insulating
- layer
- ceramic
- insulating layer
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2251/00—Material properties
- F05C2251/04—Thermal properties
- F05C2251/042—Expansivity
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関の燃焼室から排出される排気ガスの保
温構造に係わシ、更に詳しくは保温の為の断熱層の構造
に関する。
温構造に係わシ、更に詳しくは保温の為の断熱層の構造
に関する。
内燃機関の燃焼室を保温することによシ燃焼温度が上昇
して熱効率が向上するのに加え、排気ガス中のＨＣ濃度
の低減に有効であることが知られている。又、排気公害
対策としてサーマルリアクターや触媒コンバーターを排
気系統に配設することか行われるようになって米たが、
この種の装置は排気が所定高度に達する迄は刊気の充分
な浄化作用を得ることが出来ない。従ってこれ等の装置
をイｊ効に作動させる為にも、燃焼室から排出される］
、１１気の高度を出来る限り低下さぜないように保！晶
することが９捷しい。
して熱効率が向上するのに加え、排気ガス中のＨＣ濃度
の低減に有効であることが知られている。又、排気公害
対策としてサーマルリアクターや触媒コンバーターを排
気系統に配設することか行われるようになって米たが、
この種の装置は排気が所定高度に達する迄は刊気の充分
な浄化作用を得ることが出来ない。従ってこれ等の装置
をイｊ効に作動させる為にも、燃焼室から排出される］
、１１気の高度を出来る限り低下さぜないように保！晶
することが９捷しい。
このような排気の保温を行う為に、断熱材であるセラミ
ックス自体を燃焼室内面、ピストン上面及び排気ボート
内面に直接に固定したシ、溶射することが行われていた
１、シかしながらこのような方’／ｂでセラミックスの
断熱層を形成しても、セラミックスと機関構造金属との
熱膨張率の相違や、振動及び衝撃等の影響によりセラミ
ックスが割れて剥れ落ち、耐久性上問題があること、更
に、燃焼室の場合には、機関寿命を著しく短縮してし甘
う欠点が避けられず、問題となっていた。即ち、極めて
過酷な使用条件にも充分側えられるような断熱層の形成
、換言すればセラミックスを金属層材と如何に結合すれ
ば過酷条件にも耐えられるかが最大の課題となっていた
。
ックス自体を燃焼室内面、ピストン上面及び排気ボート
内面に直接に固定したシ、溶射することが行われていた
１、シかしながらこのような方’／ｂでセラミックスの
断熱層を形成しても、セラミックスと機関構造金属との
熱膨張率の相違や、振動及び衝撃等の影響によりセラミ
ックスが割れて剥れ落ち、耐久性上問題があること、更
に、燃焼室の場合には、機関寿命を著しく短縮してし甘
う欠点が避けられず、問題となっていた。即ち、極めて
過酷な使用条件にも充分側えられるような断熱層の形成
、換言すればセラミックスを金属層材と如何に結合すれ
ば過酷条件にも耐えられるかが最大の課題となっていた
。
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、従来の欠
点を解消して過酷な条件にも剛え得る内燃機関の排気保
温の為の断熱層の構造を提供することを目白りとする３
、 この構造とは、セラミックスを可撓性て且つ空孔もしく
は空隙の多い金属材料に含浸させて焼成された断熱材が
機関構造部材の所定位置に鋳ぐるまれて構成されている
ことを特徴とするものである。
点を解消して過酷な条件にも剛え得る内燃機関の排気保
温の為の断熱層の構造を提供することを目白りとする３
、 この構造とは、セラミックスを可撓性て且つ空孔もしく
は空隙の多い金属材料に含浸させて焼成された断熱材が
機関構造部材の所定位置に鋳ぐるまれて構成されている
ことを特徴とするものである。
即ちこの特徴によシ、本発明による断熱層はそれ自体が
熱伝導率の小さなセラミックスと空孔もしくは空隙の多
い金属月利との７組合わせににり曖れた断熱性を得られ
、しかもこの断熱材が機関構成部材に１ｊぐる捷れてい
るので固定か確実となり、熱膨張率の（１違等による悪
影響は可撓性の金属材料により吸収され、セラミックス
層に例えき裂が生じても脱落する危険性は著しく低減さ
れるのである。
熱伝導率の小さなセラミックスと空孔もしくは空隙の多
い金属月利との７組合わせににり曖れた断熱性を得られ
、しかもこの断熱材が機関構成部材に１ｊぐる捷れてい
るので固定か確実となり、熱膨張率の（１違等による悪
影響は可撓性の金属材料により吸収され、セラミックス
層に例えき裂が生じても脱落する危険性は著しく低減さ
れるのである。
以下に本発明の実施例につき図面を参照して更に詳しく
説明する。
説明する。
第１図に示した実施例に於いては、便宜的に○印を連ら
ねて示した範囲Ａが断熱材の芯拐となる空孔もしくは空
隙の多い可もハ性金属制料ｌである。
ねて示した範囲Ａが断熱材の芯拐となる空孔もしくは空
隙の多い可もハ性金属制料ｌである。
この金属材料ｌには片側のある範囲にわたり打点で示し
たセラミックス２か金属側斜ｌ内に含浸され且つ焼成さ
れてセラミックス層Ｂを形成している。又金属材料１の
他側は右斜線で示した機関構造部材３内にある範囲にわ
たυ埋め込まれるように鋳ぐろまれている。即ちこの構
成に於いては、金属材料ｌがセラミックスの芯層として
１／１用するためこのセラミックス２の担持体をなすと
ともに構造部拐３との連結体をなし、かつセラミックス
層Ｂが王たる断熱層を構成しているのである。
たセラミックス２か金属側斜ｌ内に含浸され且つ焼成さ
れてセラミックス層Ｂを形成している。又金属材料１の
他側は右斜線で示した機関構造部材３内にある範囲にわ
たυ埋め込まれるように鋳ぐろまれている。即ちこの構
成に於いては、金属材料ｌがセラミックスの芯層として
１／１用するためこのセラミックス２の担持体をなすと
ともに構造部拐３との連結体をなし、かつセラミックス
層Ｂが王たる断熱層を構成しているのである。
このような構成は例えば先ず多孔性金属月別ｌに対して
適当にセラミックス２を含浸塗布させて焼成することで
断熱材を形成し、象（る後これらの断熱材を排気保温の
為に数例けること力λ望まれる機関構成部材の鋳造に際
してｎｆ定位置に一緒に鋳ぐるむことによって達成出来
る。
適当にセラミックス２を含浸塗布させて焼成することで
断熱材を形成し、象（る後これらの断熱材を排気保温の
為に数例けること力λ望まれる機関構成部材の鋳造に際
してｎｆ定位置に一緒に鋳ぐるむことによって達成出来
る。
この実施例に於いては、金属利料１に含浸され焼成され
るセラミックス層Ｂも若干の多孔性を有することか出来
、機関運転＋ＪＪ、：に未燃Ｈｃがこのセラミックス層
Ｂ内に捕捉されて燃焼され得るので、１−Ｉ Ｃ挿出…
を更に低減出来る効果が州られる。又構造部拐３の鋳造
時に金属月利１の空孔もしくは空隙内に鋳造金属が浸透
し、強固な固定１’２１］ちａＪｊ造金属と断熱拐との
接続固定を得られる、７更に又、機関運転１枯に生じる
熱応力等によるセラミックス層Ｂの変形は、芯層である
金属月利ｌが可４１ａ性であることから充分に吸収され
、又セラミックス２が剥か；１］て燃焼室内等に脱落す
る危険は強い結合により充分に低減出来るのである。
るセラミックス層Ｂも若干の多孔性を有することか出来
、機関運転＋ＪＪ、：に未燃Ｈｃがこのセラミックス層
Ｂ内に捕捉されて燃焼され得るので、１−Ｉ Ｃ挿出…
を更に低減出来る効果が州られる。又構造部拐３の鋳造
時に金属月利１の空孔もしくは空隙内に鋳造金属が浸透
し、強固な固定１’２１］ちａＪｊ造金属と断熱拐との
接続固定を得られる、７更に又、機関運転１枯に生じる
熱応力等によるセラミックス層Ｂの変形は、芯層である
金属月利ｌが可４１ａ性であることから充分に吸収され
、又セラミックス２が剥か；１］て燃焼室内等に脱落す
る危険は強い結合により充分に低減出来るのである。
第２図に示す実施例（は前述の実施例に加えて更に金属
層材１による応力吸収性の向上を図った構成を示してい
る。即ち、セラミックス層Ｂと構成部材３の界面４との
間に金属月料１だけの層Ｃを形成しである。このように
構成すれば、層Ｃにより構成部材３とセラミックス層Ｂ
との間の応力はほとんど吸収されるので、セラミックス
層Ｂのき裂発生等が更に低減される利点がある。
層材１による応力吸収性の向上を図った構成を示してい
る。即ち、セラミックス層Ｂと構成部材３の界面４との
間に金属月料１だけの層Ｃを形成しである。このように
構成すれば、層Ｃにより構成部材３とセラミックス層Ｂ
との間の応力はほとんど吸収されるので、セラミックス
層Ｂのき裂発生等が更に低減される利点がある。
第３図に示す実施例は断熱利の成形時に更にセラミック
ス層Ｂの表面に金属溶射や金属ティップ等による表面処
理を行って被覆層りを形成し、これを構造部材３に鋳ぐ
るんだ構成を示している。
ス層Ｂの表面に金属溶射や金属ティップ等による表面処
理を行って被覆層りを形成し、これを構造部材３に鋳ぐ
るんだ構成を示している。
このように被覆層りを形成することによシ、たとえセラ
ミックス層Ｂにき裂が生じても、割れたセラミックス２
の小片が脱落する危険性が大巾に低減される利点がある
。
ミックス層Ｂにき裂が生じても、割れたセラミックス２
の小片が脱落する危険性が大巾に低減される利点がある
。
第４図〜第６図に示した各実施例は夫々第１図〜第３図
の実施例に於けるセラミックス層Ｂの厚さを増し、セラ
ミックスまたけの部分Ｅを形成するように構成したもの
である。このようにセラミックスまたけの部分Ｅが形成
されることによシ、セラミックス自体は熱伝導率が小さ
いので断熱効果を更に向」ニすることか出来、目的とす
る保湿の為に極めてイ〕利となる。
の実施例に於けるセラミックス層Ｂの厚さを増し、セラ
ミックスまたけの部分Ｅを形成するように構成したもの
である。このようにセラミックスまたけの部分Ｅが形成
されることによシ、セラミックス自体は熱伝導率が小さ
いので断熱効果を更に向」ニすることか出来、目的とす
る保湿の為に極めてイ〕利となる。
ここで数値的に例をあげれば、例えば芯拐となる多孔性
金属材木１１の厚さ即ちＡは人体６ ｍｍ〜８ｍｍとさ
れ、セラミックス層Ｂの厚さは人体３ ｍｍ〜４ ｍｍ
とされ、ｖｊ造金金属３多孔性金属材料１内に浸透する
深さは大体２ ｍｍ〜３ ｍｍとされ、更に又多孔性金
属月利１自体の層Ｃの厚さは大体３咽〜４（転）とされ
ることによって充分な結果を得られることが見出されて
いる。
金属材木１１の厚さ即ちＡは人体６ ｍｍ〜８ｍｍとさ
れ、セラミックス層Ｂの厚さは人体３ ｍｍ〜４ ｍｍ
とされ、ｖｊ造金金属３多孔性金属材料１内に浸透する
深さは大体２ ｍｍ〜３ ｍｍとされ、更に又多孔性金
属月利１自体の層Ｃの厚さは大体３咽〜４（転）とされ
ることによって充分な結果を得られることが見出されて
いる。
又、前述の説明では多孔性金属材料とのｊ窓称で述べた
か、これには粉末焼結多孔体、繊維焼結多孔体及び海綿
状金属等の空孔率がある程度大きい金属行別か使用出来
、例えば海綿状金属としては空孔率３０〜７０係程度の
発泡金属が好ましく、又これ以外に「グツドローパツキ
ン」なる商品名で市販されている耐熱金属で作った金タ
ワシ状の拐８１′、−１も好ましく使用出来る。
か、これには粉末焼結多孔体、繊維焼結多孔体及び海綿
状金属等の空孔率がある程度大きい金属行別か使用出来
、例えば海綿状金属としては空孔率３０〜７０係程度の
発泡金属が好ましく、又これ以外に「グツドローパツキ
ン」なる商品名で市販されている耐熱金属で作った金タ
ワシ状の拐８１′、−１も好ましく使用出来る。
ＡｉＪ述した如き本発明による断熱材すなわち芯材と々
る多孔性金属材料ｌにセラミックス２を含浸焼成し、更
に任意ではあるか被覆層りを形成して々る断熱材を実際
に機関の適所に配設した状態を第７図〜第９図に示す。
る多孔性金属材料ｌにセラミックス２を含浸焼成し、更
に任意ではあるか被覆層りを形成して々る断熱材を実際
に機関の適所に配設した状態を第７図〜第９図に示す。
絽７図はシリンダーヘッド６の燃焼室内ｂｐびシリンダ
ーボブ−の上部側壁全周に沿って断熱材Ｓを配設した場
合を示し、第８図はピストン７の上面に断熱層Ｓを配設
した場合を示し、又第９図はシリンダーヘッド６の特に
排気ボートｌＯの壁面に沿って断熱材Ｓを配設した場合
を示している。このように断熱層Ｓを配設し組合せるこ
とによって、燃焼室及び排気ポー１−１０に於ける保温
が充分に行い得て、燃焼室に於いては熱効率が向上する
とともにＡｉｌ述した如くＨＣ排出が低減され、排気ボ
ートｌＯに於いては排気の酸化搗続が行われるとともに
保温によるサーマルリアククーや触媒コンバーターの有
効な作動を確保出来る。
ーボブ−の上部側壁全周に沿って断熱材Ｓを配設した場
合を示し、第８図はピストン７の上面に断熱層Ｓを配設
した場合を示し、又第９図はシリンダーヘッド６の特に
排気ボートｌＯの壁面に沿って断熱材Ｓを配設した場合
を示している。このように断熱層Ｓを配設し組合せるこ
とによって、燃焼室及び排気ポー１−１０に於ける保温
が充分に行い得て、燃焼室に於いては熱効率が向上する
とともにＡｉｌ述した如くＨＣ排出が低減され、排気ボ
ートｌＯに於いては排気の酸化搗続が行われるとともに
保温によるサーマルリアククーや触媒コンバーターの有
効な作動を確保出来る。
以」二説明した通り本発明による断熱層の構造は、断熱
性に優れ、セラミックスの固定強度が極めて太きく、シ
かもセラミックスに対する応力を吸収出来るので１ｉｉ
４久力が大巾に向上されるのに加え、断熱材を予め形成
した後これを所定位置に鋳ぐるむものであるから、例え
ば排気ボート内にも容易に配設出来る利点があり、実用
上極めて有利である。
性に優れ、セラミックスの固定強度が極めて太きく、シ
かもセラミックスに対する応力を吸収出来るので１ｉｉ
４久力が大巾に向上されるのに加え、断熱材を予め形成
した後これを所定位置に鋳ぐるむものであるから、例え
ば排気ボート内にも容易に配設出来る利点があり、実用
上極めて有利である。
第１図は本発明の第１の実施例とせる断熱層の構成を示
す断面図。 第２図は第１図の実施例に芯層自体の層を形成した実施
例の構成を示す断面図。 第３図は第２図の実施例に被覆層を形成した実施例の構
成を示す断面図。 第４図〜第６図は第１図〜第３図の実施例のセラミック
ス層を厚くシ、セラミックス自体の層を形成した夫々の
実施例の構成を示す断面図。 鄭７図〜第９図は夫々燃焼室内面及びシリンダーボア内
ｍ１、ピストン土面、及び排気ボート壁面に本考案によ
る断熱層を形成した状態を示す断面図。 ｌ・・・・・・・・・多孔性金属月別 ２・・・・・・・・・セラミックス ３・・・・・・・・・機関構造部材 ４・・・・・・・・・界 面 ６・・・・・・・・・シリンダーヘンドア・・・・・・
・・・ピストン １０・・・・・・・・・排気ボート 特許出願人 日産自動車株式会社 第７図
す断面図。 第２図は第１図の実施例に芯層自体の層を形成した実施
例の構成を示す断面図。 第３図は第２図の実施例に被覆層を形成した実施例の構
成を示す断面図。 第４図〜第６図は第１図〜第３図の実施例のセラミック
ス層を厚くシ、セラミックス自体の層を形成した夫々の
実施例の構成を示す断面図。 鄭７図〜第９図は夫々燃焼室内面及びシリンダーボア内
ｍ１、ピストン土面、及び排気ボート壁面に本考案によ
る断熱層を形成した状態を示す断面図。 ｌ・・・・・・・・・多孔性金属月別 ２・・・・・・・・・セラミックス ３・・・・・・・・・機関構造部材 ４・・・・・・・・・界 面 ６・・・・・・・・・シリンダーヘンドア・・・・・・
・・・ピストン １０・・・・・・・・・排気ボート 特許出願人 日産自動車株式会社 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ＩＪ 空孔もしくは空隙の多い可撓性金属材料にセ
ラミツノ劾含浸焼成されて断熱層が形成され、とのり１
熱材が機関構成部拐の鋳造時に所定位置にνｊぐるまれ
て構成されたことを特徴とする内燃機関の断熱層。 （２） 前記セラミックスの含浸焼成されたセラミッ
クス層と構造部材の浸透鋳ぐるみ部分の界面との間に可
撓性金属郵相だけの層が形成されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の内燃機関の断熱層。 （３） ＡｉＪ記セクセラミック２層撓性金属材料に
含浸焼成された部分とセラミックス自体の部分とからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項又は第（
２）項記載の内燃機関の断熱層。 （４）前記セラミックス層の表面に金属からなる被覆層
が形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項乃至第（３）項の倒れかに記載された内燃機関の
断熱層。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6202183A JPS5927194A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 内燃機関の断熱層形成体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6202183A JPS5927194A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 内燃機関の断熱層形成体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5927194A true JPS5927194A (ja) | 1984-02-13 |
| JPS6255944B2 JPS6255944B2 (ja) | 1987-11-24 |
Family
ID=13188093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6202183A Granted JPS5927194A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 内燃機関の断熱層形成体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5927194A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60184949A (ja) * | 1984-03-05 | 1985-09-20 | Isuzu Motors Ltd | 内面を断熱材で被覆した内燃機関の排気ポ−ト |
| EP0811523A1 (en) * | 1996-06-06 | 1997-12-10 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Hybrid powered automobile with controller |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4930707A (ja) * | 1972-07-24 | 1974-03-19 |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP6202183A patent/JPS5927194A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4930707A (ja) * | 1972-07-24 | 1974-03-19 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60184949A (ja) * | 1984-03-05 | 1985-09-20 | Isuzu Motors Ltd | 内面を断熱材で被覆した内燃機関の排気ポ−ト |
| EP0811523A1 (en) * | 1996-06-06 | 1997-12-10 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Hybrid powered automobile with controller |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6255944B2 (ja) | 1987-11-24 |
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